Sinh viên : Bùi Hữu Nguyên
Lớp : Tự Động Hóa
Số thứ tự : 41
Khóa : 53
Trường : Đại Học Mỏ - Địa Chất

Câu 1 :
Cho một động cơ một chiều kích từ độc lập có công suất P = n+2 ( n là số
thứ tự của sinh viên trong lớp ).
Thông số của động cơ như sau :
P
đm
= 41 + 2 = 43 (kW)
U
đm
= 500 (V)
H = 90%
n
đm
= 1750 (v/p)
Cho phép tính gần đúng I
đm
~
P
đm
U
đm
= 95,6 (A)
I
C
= I
1đm
= 95,6 (A).
 R
ứng
= 0,5.( 1 - H).
U
1đm
I
1đm

= 0,5.(1 - 0,9).
500
95,6
= 0,2615 (Ω)
 KФ =
(U
1đm
-I
1đm
.R
ứng
)
(0,105.n
đm
)
=

Khai báo trong MATLAB
>> M='193.424 - s*0.101161'
M =
193.424 - s*0.101161
>> fplot(M,[0 300])
>> grid
Ta được đồ thị sau :

2. Tính toán thiết kế bộ khởi động động cơ bằng điện trở phụ với 3 cấp khởi
động :
 Các bước tiến hành:
1. Dựng đường thẳng I
C
= I
1đm
=95,6 (A).
2. Dựng đường thẳng I
2
= (1,1 ÷ 1,2)I
C
= (105,16 ÷ 114,72 (A).
3. Dựng đường thẳng I
1
= (2 ÷ 2,5) I
1đm
= (191,2 ÷ 239) (A).
4. Nối điểm ω
0
với giao điểm (1) đường thẳng I
1

đồng quy.
6. Dưới đây là sơ đồ thiết kế:

 Tính toán các giá trị điện trở phụ cần thiết cho bộ khởi động : Câu 2 :
Cho động cơ không đồng bộ ROTO dây quấn có công suất định mức P
đm
=
(n + 2) kW ,trong đó n là số thứ tự của sinh viên trong lớp tự động hóa
K53.Các thông số của động cơ như sau (động cơ công suất lớn có
a=
R
1
R
2
’

= 0 ) :
P
đm
= 41+2 = 43 kW.
U
đm
= 380 (V).
Cos(φ) = 0,8.
H=0,9.
n
đm


s
s
th
+
s
th
s M
th
= λ
M
.M
đm
=λ
M
.
P
đm
Ω
đm

= λ
M
.
P
đm
0,105.n


2.Vẽ đặc tính nhân tạo khi cho R
f
= 0,05 (Ω) vào ROTO :
Ta có:
 M
thtn
=
3.U
1
2

2.ω
0
.[R
1
+ R
1
2
+X
nm
2
]

(1)
 s
thtn
=
R
2

0
.[R
1
+
R
2
’
s
thtn
]

 M
thtn
=
3.U
1
2
.s
thtn
2.ω
0
.[R
1
.s
thtn
+R
2
’]
thtn
=
3.U
1
2
.s
thtn
2.ω
0
.R
2
’

 R
2
’ =
3.U
1
2
.s
thtn
M
thtn
.2.ω
0

=
3.220
2


f
’)
R
2
’
=
(R
2
+R
f
)
R
2
 s
thnt
= s
thtn
.
(R
2
+R
f
)
R
2

 s
thnt
= 0,0874.
(0,721+0,05)

s
thnt
+
s
thnt
sTrong trường hợp này động cơ có công suất cỡ trung bình ,lớn nên
trong miền s
thnt
>> , nên
s
s
thnt
~ 0 :  M =
2.M
thnt
.s
s
thnt
= k.s đây là phương
trình đường thẳng.
 Ta vẽ đường thẳng M(thtn) cắt trục M =0 tại điểm (1) .Nối điểm ω
0

với điểm (1).Đường thẳng này cắt trục M(2) tại điểm (2) .Từ điểm (2)
kẻ đường thẳng song song với trục M=0 ,đường này cắt đường thẳng
M(1) tại điêm (3).
 Làm lại các bước như trên cuối cùng sao cho đường nằm ngang (12) -

1
f
1đm

.
M
Cω
M
Cđm
.Khi coi sụt áp ΔU không đáng kể .
 Trong đó:
1. M
Cω
là momen cản thực tế của động cơ.
2. M
Cđm
là momen cản định mức của động cơ.
Giả sử :
 Ta chọn đúng động cơ vậy  M
Cω
= const = M
Cđm
:

U
1
U
1đm
=
f

147,3
147,3
171,82
171,82
186,82
M
542,85
271,425
542,85
271,425
542,85
271,425
542,85
247,126

Với Momem cản chính bằng momen định mức : Mc = M
đm
= k.Ф.I
đm
=
95,6.2,585 = 247,126(N.m)
Tính toán các thông sồ khác : Do đề bài không cho các thông số cấu tạo
(R
kích từ
,U
kích từ
, L
ư
,…) lên ta phải thực hiện chọn động cơ trong Simulink
của phần mềm MATLAB.Ta thực hiện như sau :

Lập mô hình toán :






J.
dω
dt
=M-M
C
M=4942,65-25,553.ω
M
C
=247,126
J=0,4089
Ta cấp cho động cơ bằng chỉnh lưu cầu ba pha
có điều khiển nên U
d
= 2,34.U
2
.cos(α)


Với





U
2
=220V
α=
π
2
(rad/s)
 U
d
=2,34.220.cos(
π
2
) = 0 (V)  Động cơ không khởi
động được.
Vậy ta phải chọn giới hạn một khoảng giới hạn góc α € (α
mim
, α
max
) nào đó
để động cơ trên có thể khởi động được.
Ta có : I
khởi động
=
2,34.U

) = arccos(
500
2,34.220
) = 0,24 (rad)
Vậy α € (0,24 ÷1,479) (rad)
Mô hình thiết kế trên Simulink như sau :

Ta được đồ thị biểu thị quá trình quá độ như sau :

t=1,15÷1,9(s)

t=1,18÷1,2(s)

t= 1÷1,1(s)

t= 1,1÷1,2 (s)
Câu 4:
Bằng con đường mô phỏng hãy tìm thời gian kích thích cho động cơ ở
bài tập 1 biết cuộn kích từ được cung cấp từ chỉnh lưu cầu 3 pha có điều
khiển.
Trả lời :
Ta có : U
kích từ
= I
kíchtừ
. R
kíchtừ
+ L
kíchtừ
.

d
=2,34.220.cos(0)=514,8(V) >U
đm
(300V) của động cơ  Động cơ sẽ
bị cháy do I
khởi động
=
U
d
R
ư

rất lớn.
Với





U
2
=220V
α=
π
2
(rad/s)
 U
d
=2,34.220.cos(
π


) = arccos(
300
2,34.220
) = 0,95 (rad)
Vậy α € (0,95 ÷1,214) (rad)
Phương trình mô tả toán học:
U
kích từ
= I
kíchtừ
. R
kíchtừ
+ L
kíchtừ
.
di
kíchtừ
dt

 I
kíchtừ
=
(U
kíchtừ
-L
kíchtừ
.
di
kíchtừ